摘要：随着现下高层建筑的不断崛起，人们对其应用功能也给予了很高的要求，尤其是室内燃气管道设计，必须与国家相应的规范标准相吻合，这样才能满足建筑用户的日常生活所需，提高高层建筑的居住安全。本文也会对如何加强高层民用建筑室内燃气管道的设计进行更深层次的分析，并结合实际需求，提出一些有效的优化措施，以便为相关人士作为参考借鉴。
关键词：高层民用建筑；室内燃气管道；设计分析
在现下高层民用建筑工程实际施工过程中，室内燃气管道设计最为关键，其设计的合理与否可以直接影响到建筑物的安全性以及居民的日常生活。因为建筑室内燃气管道在设计阶段，很容易会受到建筑物沉降、附加压力以及管道热胀冷缩等因素影响，因此，要想保证高层民用建筑室内燃气管道设计能够达到相应的国家规范标准，首要任务就是要从这三方面入手，采取有效措施进行全面的优化，这样才能达到预期设计效果，提高高层民用建筑的安全性和功能性。
1.高层燃气管道附加压力设计优化
1.1附加压力计算
据我国相应的城镇燃气设计规范所示，要求一切高层民用建筑中，居民所使用的燃气灶具额定压力必须以Pn=2000Pa为主。但由于建筑中燃气管道会受到自身阻力和低压管网沿程阻力所影响，所以可允许燃具前压力具有一定的调整性，且调整范围不宜超过0.75-1.5Pn，若是超过这一限额标准，则证明燃具热效率十分之低，一旦发生这种情况，就会降低燃具燃烧的稳定性，并且在使用过程中还会发生噪音、回火、脱火等不良现象。另外，若是燃具热效率低，则还会使燃烟中的CO含量超标，久而久之，还会诱发CO中毒事故的发生。
1.2消除附加压力
众所周知，高层建筑中附加压力对于室内燃气管道设计会产生很大的影响，所以在优化设计室内燃气管道时，就要将附加压力的消除作为首要任务，具体可以从以下几方面去进行：
第一，因为燃气附加压力是由燃气自重所产生，所以在消除高度较低的高层建筑附加压力时，就要采取分段阀或缩小立管管径方法来提升燃气管道阻力，这样通过相互抵制来减小建筑附加压力。第二，在消除高度较高的高层建筑附加压力时，要尽量在用户燃气表前安设相应的低低压调压器来调节燃气压力，也可通过在用户进表前设置中低压调压器来调整燃具前压力，使其处在2000Pa范围内，这样就可适应附加压力，减少燃气管道设计问题的发生。第三，采用中压进户方法进行消除，即通过设置中压庭院支管、燃气引入管、用户中压支管、燃气管道阀门、调压器等，来调节燃气压力，使其与附加压力保持平衡，这样既可以降低管道安装成本。又能提高燃气管道设计质量。
2.高层燃气管道建筑沉降设计优化
为了近一步提升高层民用建筑室内燃气管道设计的合理性，相关设计人员一定要充分考虑建筑沉降所带来的影响，因为高层民用建筑自重大，承重面积小，所以对应的沉降量也是极为显著，一些建筑建筑受地质条件限制，开发单位为了节省投资成本常常会将高层建筑直接建设在软土地基上，这就使得一些超高层建筑在短期内就会出现沉降现象，若是建筑室内燃气管道设计时不对这种沉降量给予重视，势必会导致燃气管道的切向应力增大，久而久之，就会出现引入管弯折、破损等现象的发生，严重时，甚至还会引发较大的燃气泄漏事故。因此，对于高层建筑燃气管道设计的整体优化，就要将抵消建筑本身沉降量问题作为重点解决对象，必须精准的预测出建筑实际沉降参数，然后根据该参数设置相应的引入管，并安装不同类型的补偿器，这样利用外力挠变物理特性，就可降低引入管所承受的应力，避免其出现弯折、破损等不良现象，进而最大化保障居民的生命财产安全和燃气管道设计效果。
3.高层燃气立管应力计算优化
燃气立管长度通常都比较长，其在高层建筑中，很容易会随着周围环境温度以及自重的变化而产生热胀冷缩现象，这种情况下就会导致管道内产生相应的应力或热应力。若是这些应力超过定额基准后，还会导致燃气管道发生断裂现象，进而引发严重的安全事故。所以为了保证高层建筑燃气管道设计质量，也要充分考虑高层燃气立管应力计算的准确性。
一般情况下，燃气管道自重所产生的压缩应力可以用公式
来表示，其中
表示燃气立管的压缩应力、g表示燃气立管重力加速度、q表示燃气立管单位重量、
表示燃气管道长度、f表示燃气立管截面积。例如，一栋高100米的高层住宅，其燃气立管可以采用D57x3.5无缝钢管作为主体管材，其燃气立管截面面积f就应保持在588.3mm2、燃气管道单位管重q应保持在4.59kg/m。利用上述公式进行计算，就可得知 
。而无缝钢管的允许应力为127MPa，所以证明该高层建筑燃气立管自重所导致的压缩应力不会对燃气管道设计产生任何影响。
燃气管道因温差所产生的伸缩量可以用公式ΔL=103×aL（t2-t1），其中，△L表示燃气管道伸缩量、a表示管材线膨胀系数、L表示燃气管道长度、t2表示燃气管道在计算状态下的温度、t1表示管道安装时的温度。若是发现建筑燃气立管应力受到外界温差变化所影响，则可直接利用该公式进行计算，就可获知燃气立管应力是否会对整体管道设计带来影响。
4.高层燃气管道安全管理措施和燃气计量
4.1燃气计量
通常，高层民用建筑在进行燃气管道设计时，就要采取相应的计量方法对燃气使用量进行精准的计量，这也是高层建筑燃气管理工作中最为重要的环节内容。在实际运行时，相关施工单位可以在进行管道安装工作时，直接在管道相应位置处安设标准化的计量传感器、无线数据传输、单片机等计量设备。并且为了减少高层建筑燃气计量工作的繁重性，改善高层建筑燃气的管理与收费，设计人员还可在燃气管道设计中采用传感和网络技术进行燃气计量。这种计量方式的运用也在一定程度上实现了燃气计量工作的远程自动控制，加快了燃气计量信息的传播速度，为动态分析燃气使用数据提供了很大的方便。
4.2安全管理措施
燃气已成为现下人们日常生活中不可缺少的一部分，其在提供便捷服务的同时，所产生的安全隐患也是极为明显。所以，为了避免各种燃气事故的发生，相关单位必须对高层民用建筑室内的燃气使用加大管控力度。一方面可以通过设置天然气泄漏报警器来提升燃气管道安全，另一方面还要要求用户尽可能选择自带熄火功能的燃气灶具，并在灶具安装使用过程中，对其与燃气管道连接的软管质量和严密性进行全面的检查，尽量采用不锈钢金属软管，确保合格后，才能投入使用。此外，在开展室内燃气管道设计工作时，设计人员可以选择质量优等的紧急自动切断阀，这样一旦发生燃气泄漏，可直接利用紧急自动切断阀来切断燃气供应，进而第一时间减少危险源的产生，最大化保障建筑用户的切身安全和经济利益。同时，还要做好高层建筑燃气管道日常管理和检修工作，确保燃气设备始终处于安全良好的运行状态，这样才能提高燃气管道的安全性，保证人们的正常使用。
结束语
综上所述，高层建筑已成为城市化进程中代表性工程项目，其在实际设计施工时，一定要重视室内燃气管道设计的合理性和规范性，充分考虑建筑沉降、附加压力以及管道应力所带来的影响，对这些关键环节加强优化设计和安全管理，并采取有效措施加以及时的预控，这样才能保证燃气管道设计及安装质量，为人们的安全使用保驾护航。
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论文作者:沈刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：燃气论文; 管道论文; 高层建筑论文; 应力论文; 高层论文; 压力论文; 民用建筑论文; 《基层建设》2018年第22期论文;